强激光与粒子束
2023, 35(5): 059002
强激光与粒子束
2022, 34(4): 041006
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
数值模拟了基于级联振荡产生4.3 μm高功率连续激光的Dy∶PGS激光器。模拟了级联振荡Dy∶PGS激光器实现稳定连续输出的全过程,计算给出了激光功率和粒子数密度在谐振腔内的空间分布,分析了泵浦光功率、晶体长度和输出镜反射率对4.3 μm激光输出的影响。计算结果表明:级联振荡能有效去除Dy∶PGS晶体的自终止效应,获得高功率、高效率的4.3 μm激光输出;当1.7 μm泵浦光功率为10 W时,4.3 μm激光的输出功率可达2.535 W,斜率效率为29%;晶体最佳长度区间为12~24 mm,闲频光输出镜反射率越高越好,信号光输出镜反射率最佳区间为0.8~0.9。
激光器 中红外激光 级联振荡 数值模拟 Dy∶PbGa2S4晶体;
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
提出了利用1.7 μm和2.3 μm双波长泵浦掺镝 (Dy) 氟化铟 (InF3) 光纤产生4.3 μm中红外激光的方案。计算了泵浦光功率、信号光功率以及粒子数密度在腔内的空间分布,数值分析了泵浦光功率、输出镜反射率、光纤长度、光纤损耗等对激光输出功率的影响。计算结果表明,双波长泵浦能有效地去除自终止效应,进而实现4.3 μm激光输出,激光输出功率主要取决于2.3 μm泵浦光功率。当1.7 μm泵浦光功率一定时,输出激光功率随2.3 μm泵浦光功率的增加呈线性增加;当2.3 μm泵浦光功率一定时,存在最佳的1.7 μm泵浦光功率,其使得激光输出功率最大。研究结论为在光纤中产生高功率连续波运转的4 μm波段激光提供了一种可行方案,该方案对利用双波长泵浦Dy∶InF3光纤激光器获得4 μm波段激光具有指导意义。
激光器 光纤激光 中红外激光 数值模拟 镝离子
Author Affiliations
Abstract
1 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
2 Collaborative Innovation Center of IFSA (CICIFSA), Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
3 Science and Technology on Plasma Physics Laboratory, Mianyang 621900, China
4 Center for Crystal Research and Development, Key Laboratory of Functional Crystals and Laser Technology, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
5 Graduate School of China Academy of Engineering Physics, Beijing 100088, China
We report an efficient mid-infrared extracavity optical parametric oscillator (OPO) based on the nonlinear crystal BaGa4Se7 pumped by a diode-side-pumped Q-switched Nd:Y3Al5O12 (Nd:YAG) laser. The maximum pulse energy of 1.03 mJ at 4.25 μm is obtained with the repetition rate of 10 Hz and pulse width of 12.6 ns when the pump energy was 13.5 mJ, corresponding to an optical-to-optical conversion efficiency of 7.6% from 1.064 μm to 4.25 μm. The idler wave slope conversion efficiency was 12%. To the best of our knowledge, it is the highest reported conversion efficiency for the compact BaGa4Se7 OPO driven by the Nd:YAG laser.
140.3070 Infrared and far-infrared lasers 190.4970 Parametric oscillators and amplifiers Chinese Optics Letters
2019, 17(12): 121402
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳 621900
2 中国工程物理研究院四川省新材料研究中心，四川成都 610200
3 云南北方驰宏光电有限公司，云南昆明 655000
4 成都蓝隼光电科技有限公司，四川成都 610100
波长在 3～5 .m波段的中红外激光由于处于大气窗口波段，同时又是众多原子及分子的吸收峰，因此在光谱学、医学、通信、遥感、环境监测及红外对抗领域有着广泛而重要的应用前景。目前，固体激光器实现中红外激光输出的途径按照工作介质划分主要包括以 Fe:ZnSe晶体为代表的过渡金属掺杂硫族化合物激光器、以 MgO:PPLN晶体为代表的光参量振荡器，及以 ZGP晶体为代表的光参量放大器 3种类型。本文分别介绍它们的技术路线及近年来的最新研究进展，讨论了高能高功率中红外固体激光器的关键技术问题，并对其发展趋势进行了展望。
中红外激光 固体激光 ZGP晶体 光参量振荡器 mid-infrared laser solid-state laser ZGP crystal optical parametric oscillator
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 IFSA协同创新中心上海交通大学, 上海 200240
报道了一种基于大模场光子晶体光纤放大的高峰值功率飞秒脉冲激光系统。该激光器系统采用光纤啁啾脉冲放大结构,种子源采用重复频率为40 MHz,脉冲宽度为500 fs,输出功率为10 mW的光纤激光器。利用体布拉格光栅(VBG)将脉冲展宽至500 ps,经过多级放大并利用声光调制器降频为500 kHz,然后采用大模场纤芯直径为40 μm和85 μm光子晶体光纤作为功率放大器,最后采用VBG压缩脉宽至767 fs,得到平均功率为104 W的激光输出,其中心波长为1030 nm,实现了峰值功率为0.271 GW的近衍射极限激光功率输出。
激光器 光纤放大器 高峰值功率 啁啾脉冲放大 超短脉冲
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 IFSA协同创新中心 上海交通大学, 上海 200240
4 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
根据非线性薛定谔方程建立了基于可饱和吸收体被动锁模掺Er3+氟化物光纤激光器的理论模型, 研究了中红外超短脉冲在掺Er3+氟化物光纤激光器中形成的物理机制, 数值模拟了被动锁模掺Er3+氟化物光纤激光器中中红外超短脉冲的演化过程, 重点分析了掺Er3+增益光纤长度, 可饱和吸收体不饱和损耗对被动锁模掺Er3+氟化物光纤激光器产生中红外超短脉冲的影响, 并给出了参数设置范围。研究发现: 当小信号增益系数、可饱和吸收体不饱和损耗、腔内净色散量为一定值, 掺Er3+氟化物光纤长度在一定范围时, 才会出现稳定的锁模脉冲, 且随着掺Er3+氟化物光纤长度增加脉冲宽度变窄、光谱变宽、峰值功率增高; 当掺Er3+氟化物光纤长度、腔内净色散量、小信号增益系数为一定值时, 可饱和吸收体不饱和损耗在一定的范围时可以得到稳定的锁模脉冲, 且随着可饱和吸收体不饱和损耗的增加脉冲宽度变窄, 光谱先变宽后变窄变化范围不大, 峰值功率增加。
光纤激光器 超短脉冲 中红外 氟化物光纤 fiber laser ultrashort pulse mid-infrared fluorine fiber 红外与激光工程
2016, 45(11): 1136004
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 成都 630021
2 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 上海交通大学IFSA协同创新中心, 上海 200240
针对荧光成像仪氙灯光源寿命短, 激发能力弱的现状, 提出了运用超连续谱激光(SCL)作为荧光激发光源的生物荧光成像技术; 进行了荧光标准测试卡在两种光源激发下的荧光对比实验和不同SCL激发功率谱密度下的分析实验; 通过线性拟合和外推的方法, 对比分析了在相同曝光时间和功率下, 两种光源的荧光激发能力; 最后, 通过对荧光基团在两种光源下的平均、最大光子密度流信息进行分析, 进一步验证了实验结论: 在生物荧光成像技术中, 在相同激发功率谱密度下, 相同的曝光时间内, SCL光源所激发的荧光强度是氙灯光源的2倍, 且SCL具有更长的光源寿命和连续可调的光源参数, 可满足荧光成像研究过程中对光源参数的不同需求, 所做工作有利于解决荧光成像技术的光源瓶颈。
激光 荧光成像 超连续谱 荧光激发 激光与光电子学进展
2016, 53(12): 121401
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
对于皮秒脉冲激光器作为测距光源在激光远程测距系统中的应用进行了探讨。通过对脉冲激光测距现状及远程测距发展需求的分析，提出了皮秒脉冲激光在远程激光测距系统中的应用方案。简要介绍了皮秒脉冲激光在卫星激光测距系统中的应用情况，进而分析了皮秒脉冲激光在远程测距系统的应用可行性。设计了一种简单的皮秒脉冲激光远程测距系统。
测量 光学设计 远程激光测距 皮秒脉冲激光 卫星激光测距 激光与光电子学进展
2015, 52(10): 102203
